Lilemong tse leshome tse fetileng, li-smartphone li ne li tšehetsa litekanyetso tse 'maloa feela tse sebetsang ho lihlopha tse' nè tsa GSM frequency, mohlomong le litekanyetso tse 'maloa tsa WCDMA kapa CDMA2000. Ka lihlopha tse fokolang haholo tseo u ka khethang ho tsona, tekanyo e itseng ea ho lumellana ha lefats'e e fihletsoe ka mehala ea "quad-band" GSM, e sebelisang lihlopha tsa 850/900/1800/1900 MHz 'me e ka sebelisoa kae kapa kae lefatšeng (hantle, hantle haholo).
Ena ke molemo o moholo bakeng sa baeti 'me e theha moruo o moholo oa tekanyo bakeng sa baetsi ba lisebelisoa, ba hlokang feela ho lokolla mefuta e seng mekae (kapa mohlomong e le' ngoe feela) bakeng sa 'maraka oa lefatše lohle. Ka pele ho fihlela kajeno, GSM e ntse e le eona feela theknoloji ea phihlello e se nang mohala e fanang ka ho solla lefatšeng ka bophara. Ka tsela, haeba u ne u sa tsebe, GSM e ntse e tlosoa butle-butle.
Smartphone efe kapa efe e lokeloang ke lebitso e tlameha ho ts'ehetsa phihlello ea 4G, 3G le 2G ka litlhoko tse fapaneng tsa sehokelo sa RF mabapi le bandwidth, matla a ho fetisa, kutloelo-bohloko ea moamoheli le liparamente tse ling tse ngata.
Ho phaella moo, ka lebaka la ho fumaneha ha likaroloana tsa lefats'e, litekanyetso tsa 4G li koahela palo e kholo ea lihlopha tsa maqhubu, kahoo basebetsi ba ka li sebelisa ka maqhubu leha e le afe a fumanehang sebakeng leha e le sefe - hona joale lihlopha tsa 50 ka kakaretso, joalo ka maemo a LTE1. "Mohala oa lefats'e" oa 'nete o tlameha ho sebetsa maemong ana kaofela.
Bothata bo ka sehloohong boo seea-le-moea sefe kapa sefe sa cellular se tlamehang ho bo rarolla ke "puisano ea duplex". Ha re bua, re mamela ka nako e le ’ngoe. Lisebelisoa tsa khale tsa seea-le-moea li ne li sebelisa push-to-talk (tse ling li ntse li etsa joalo), empa ha re bua ka fono, re lebeletse hore motho e mong a re sitise. Lisebelisoa tsa cellular tsa moloko oa pele (analoge) li sebelisitse "duplex filters" (kapa duplexers) ho amohela "downlink" ntle le "ho hlolloa" ka ho fetisetsa uplink ka maqhubu a fapaneng.
Ho etsa hore lihloela tsena li be nyane hape li theko e tlase e bile phephetso e kholo ho baetsi ba mehala ba pele. Ha GSM e hlahisoa, protocol e entsoe e le hore li-transceivers li ka sebetsa ka "half duplex mode".
Ena e ne e le mokhoa o bohlale haholo oa ho felisa li-duplexer, 'me e ne e le lebaka le leholo la ho thusa GSM hore e be theknoloji e theko e tlaase, e tloaelehileng e khonang ho laola indasteri (le ho fetola tsela eo batho ba buisanang ka eona ts'ebetsong).
The Essential mohala o tsoang ho Andy Rubin, moqapi oa sistimi ea ts'ebetso ea Android, e na le likarolo tsa morao-rao tsa khokahanyo ho kenyelletsa Bluetooth 5.0LE, GSM/LTE e fapaneng le antenna ea Wi-Fi e patiloeng ka foreiming ea titanium.
Ka bomalimabe, lithuto tse ithutoang ho rarolleng mathata a tekheniki li ile tsa lebaloa kapele lintoeng tsa tekhenoloji le lipolotiki tsa mehleng ea pele ea 3G, 'me mofuta o teng hona joale oa frequency division duplexing (FDD) o hloka duplexer bakeng sa sehlopha ka seng sa FDD seo e sebetsang ho sona. Ha ho na pelaelo ea hore sekhahla sa LTE se tla le lintlha tse ntseng li eketseha tsa litšenyehelo.
Le hoja lihlopha tse ling li ka sebelisa Time Division Duplex, kapa TDD (moo seea-le-moea se fetohang kapele pakeng tsa ho fetisa le ho amohela), ho na le lihlopha tse fokolang tsa tsena. Boholo ba basebelisi (ntle le ba Asia haholo-holo) ba khetha mefuta ea FDD, eo ho eona ho nang le tse fetang 30.
Lefa la TDD le FDD spectrum, bothata ba ho lokolla lihlopha tsa 'nete tsa lefats'e, le ho fihla ha 5G ka lihlopha tse ngata ho etsa hore bothata ba duplex bo be thata le ho feta. Mekhoa e ts'episang e ntseng e etsoa lipatlisiso e kenyelletsa meralo e mecha e thehiloeng ho sefa le bokhoni ba ho felisa ho itšunya-tšunya.
Ea ho qetela e boetse e tlisa monyetla o ts'episang oa "fragmentless" duplex (kapa "in-band full duplex"). Nakong e tlang ea likhokahano tsa mehala ea 5G, re kanna ra tlameha ho nahana eseng FDD le TDD feela, empa hape le duplex e feto-fetohang e thehiloeng ho mahlale ana a macha.
Bafuputsi Univesithing ea Aalborg e Denmark ba thehile "Smart Antenna Front End" (SAFE)2-3 ea meralo e sebelisang (bona setšoantšo se leqepheng la 18) li-antenna tse arohaneng bakeng sa phetisetso le kamohelo, 'me li kopanya manakana ana le (ts'ebetso e tlase) hammoho le tse ka khonehang. ho sefa ho fihlella phetiso e batloang le ho ikarola ho amohela.
Le ha ts'ebetso e khahla, tlhoko ea li-antenna tse peli ke tšitiso e kholo. Ha mehala e ntse e fokola, sebaka se teng bakeng sa manakana se ntse se fokotseha.
Lisebelisoa tsa mehala li boetse li hloka li-antenna tse ngata bakeng sa spatial multiplexing (MIMO). Mehala ea mehala e nang le boqapi ba SAFE le tšehetso ea 2 × 2 MIMO e hloka li-antenna tse 'ne feela. Ntle le moo, mofuta oa tokiso ea li-filters le li-antenna tsena o na le moeli.
Kahoo lifono tsa mehala tsa lefats'e le tsona li tla hloka ho pheta moralo ona oa sebopeho ho koahela lihlopha tsohle tsa LTE (450 MHz ho 3600 MHz), tse tla hloka li-antenna tse ngata, li-antenna tse ngata le li-filters tse ling, tse re khutlisetsang lipotsong tse botsoang khafetsa mabapi le sena. ts'ebetso ea lihlopha tse ngata ka lebaka la phetisetso ea likarolo.
Le hoja li-antenna tse ling li ka kenngoa letlapeng kapa laptop, ho hlokahala tsoelo-pele e eketsehileng mabapi le ho iketsetsa le/kapa ho etsa lintho tse nyenyane ho etsa hore theknoloji ena e tšoanele li-smartphone.
Duplex e leka-lekaneng ka motlakase esale e sebelisoa ho tloha matsatsing a pele a mohala oa mohala17. Sistimi ea thelefono, maekrofono le tsebe ea tsebe li tlameha ho hokeloa mohala oa thelefono, empa li arohane e le hore lentsoe la mosebelisi ka boeena le se ke la koala molumo o fokolang oa molumo o kenang. Sena se ile sa finyelloa ka ho sebelisa li-transformer tse nyalisitsoeng pele ho fihla lifono tsa elektronike.
Potoloho ea duplex e bontšitsoeng setšoantšong se ka tlase e sebelisa mohanyetsi oa boleng bo ts'oanang ho ts'oana le tšitiso ea mohala oa phetisetso e le hore hona joale ho tsoa ho maekrofono ho arohane ha e kena ho transformer ebe e phalla ka tsela e fapaneng ka coil e ka sehloohong. Li-fluxes tsa makenete li hlakotsoe ka mokhoa o atlehileng 'me ha ho na hona joale tse hlahisoang ka har'a coil ea bobeli, kahoo coil ea bobeli e arohane le maekrofono.
Leha ho le joalo, lets'oao le tsoang ho maekerofounu le ntse le ea mohala oa mohala (leha ho na le tahlehelo e itseng), 'me lets'oao le kenang mohala oa mohala le ntse le ea ho sebui (hape ka tahlehelo e itseng), ho lumella puisano ea litsela tse peli moleng o tšoanang oa mohala. . . Mohala oa tšepe.
Duplexer e leka-lekaneng ea seea-le-moea e tšoana le duplexer ea mohala, empa sebakeng sa microphone, handset le terata ea mohala, ho sebelisoa transmitter, receiver le antenna, ka ho latellana, joalo ka ha ho bonts'itsoe ho Setšoantšo sa B.
Tsela ea boraro ea ho arola mochine ho tloha ho moamoheli ke ho felisa ho itšunya-tšunya (SI), ka hona ho tlosa letšoao le fetisitsoeng ho tsoa ho letšoao le amoheloang. Mekhoa ea ho jamming e 'nile ea sebelisoa radar le khaso ka lilemo tse mashome.
Ka mohlala, mathoasong a lilemo tsa bo-1980, Plessy o ile a hlahisa le ho rekisa sehlahisoa se thehiloeng ho matšeliso a SI se bitsoang "Groundsat" ho atolosa mefuta e mengata ea li-half-duplex tsa likhokahano tsa sesole sa analog FM4-5.
Sistimi ena e sebetsa joalo ka pheta-channel e le 'ngoe ea duplex e felletseng, e atolosa mefuta e mengata ea liea-le-moea tse nang le halofo ea duplex tse sebelisoang hohle sebakeng sa mosebetsi.
Ho bile le thahasello ea morao-rao ea ho itšunya-tšunya, haholo-holo ka lebaka la mokhoa o lebisang lipuisanong tsa nako e khutšoanyane (cellular le Wi-Fi), e leng se etsang hore bothata ba khatello ea SI bo laolehe haholoanyane ka lebaka la matla a tlaase a ho fetisa le ho amohela matla a phahameng bakeng sa tšebeliso ea bareki. . Wireless Access le Backhaul Application 6-8.
IPhone ea Apple (ka thuso e tsoang ho Qualcomm) ha ho pelaelo hore e na le lisebelisoa tse ntle ka ho fetisisa lefatšeng tsa waelese le LTE, tse tšehetsang lihlopha tse 16 tsa LTE ho chip e le 'ngoe. Sena se bolela hore ke li-SKU tse peli feela tse hlokang ho hlahisoa ho koahela mebaraka ea GSM le CDMA.
Lits'ebetsong tsa duplex ntle le ho arolelana tšitiso, khatello ea ho itšunya-tšunya e ka ntlafatsa ts'ebetso ea spectrum ka ho lumella uplink le downlink ho arolelana lisebelisoa tse tšoanang tsa spectrum9,10. Mekhoa ea ho itšunya-tšunya e ka boela ea sebelisoa ho theha li-duplex tsa tloaelo bakeng sa FDD.
Ho hlakola ka boeona hangata ho na le mekhahlelo e mengata. Marang-rang a tataiso pakeng tsa antenna le transceiver e fana ka boemo ba pele ba karohano pakeng tsa matšoao a fetisitsoeng le a amoheloang. Taba ea bobeli, ts'ebetso e eketsehileng ea analog le ea dijithale e sebelisoa ho felisa lerata lefe kapa lefe le setseng la lets'oao le amoheloang. Mokhahlelo oa pele o ka sebelisa antenna e arohaneng (joalo ka SAFE), transformer e nyalisitsoeng (e hlalositsoeng ka tlase);
Bothata ba li-antenna tse arohaneng bo se bo hlalositsoe. Li-circulator hangata li na le li-narrowband hobane li sebelisa ferromagnetic resonance ka har'a kristale. Theknoloji ena e nyalisitsoeng, kapa Electrically Balanced Isolation (EBI), ke theknoloji e tšepisang e ka bang Broadband mme e ka kopanngoa le chip.
Joalo ka ha ho bonts'itsoe setšoantšong se ka tlase, moralo o bohlale oa li-antenna tse ka pele o sebelisa li-antenna tse peli tse tšesaane, e 'ngoe ke ea phetisetso le e 'ngoe ea ho amohela, le li-filters tse sa sebetseng hantle empa tse peli tse sebetsang hantle. Li-antenna ka bomong ha li fane feela ka ho itšehla thajana ka litšenyehelo tsa tahlehelo ea phatlalatso pakeng tsa tsona, empa hape li na le moeli o fokolang (empa o ka khoneha) hang-hang.
Antenna e fetisang e sebetsa hantle feela sehlopheng sa maqhubu a ho fetisa, 'me e amohelang e sebetsa hantle feela sehlopheng se amohelang maqhubu. Tabeng ena, antenna ka boeona e boetse e sebetsa e le sefahla: ho tsoa ka ntle ho sehlopha sa Tx ho fokotsoa ke antenna e fetisang, 'me ho itšunya-tšunya ka har'a sehlopha sa Tx ho fokotsoa ke antenna e amohelang.
Ka hona, moaho o hloka hore antenna e khonehe, e fihlellehang ka ho sebelisa marang-rang a tokiso ea antenna. Ho na le tahlehelo e ke keng ea qojoa ea ho kenya marang-rang a tokiso ea antenna. Leha ho le joalo, tsoelo-pele ea morao tjena ho MEMS18 tunable capacitor e ntlafalitse haholo boleng ba lisebelisoa tsena, kahoo e fokotsa tahlehelo. Tahlehelo ea ho kenya Rx e batla e le 3 dB, e ka bapisoang le tahlehelo e felletseng ea duplexer ea SAW le switch.
Ho itšehla thajana ho thehiloeng ho li-antenna ho tlatselletsoa ke sefahla se khonang ho hloekisoa, hape se ipapisitse le li-capacitor tsa MEM3, ho fihlela 25 dB ho itšehla thajana le 25 dB ho itšehla thajana. Prototypes e bontšitse hore sena se ka finyelloa.
Lihlopha tse 'maloa tsa lipatlisiso tsa thuto le indasteri li ntse li hlahloba tšebeliso ea mefuta e nyalisitsoeng bakeng sa khatiso ea duplex11–16. Merero ena e felisa SI feela ka ho lumella phetisetso le kamohelo ka nako e le 'ngoe ho tsoa ho ente e le 'ngoe, empa e arola mochini o fetisang le moamoheli. Li na le li-broadband ka tlhaho 'me li ka sebelisoa ho-chip, e leng se etsang hore e be khetho e ntle bakeng sa ho pheta-pheta khafetsa lisebelisoa tsa mohala.
Khatelo-pele ea morao-rao e bontšitse hore li-transceivers tsa FDD tse sebelisang EBI li ka etsoa ho tloha ho CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) ka tahlehelo ea ho kenya, palo ea lerata, linearity ea moamoheli, le litšoaneleho tse thibelang tsa khatello tse loketseng lits'ebetso tsa cellular11,12,13. Leha ho le joalo, joalo ka ha mehlala e mengata libukeng tsa thuto le tsa mahlale e bontša, ho na le tšitiso ea mantlha e amang ho itšehla thajana.
Ho sitisoa ha antenna ea seea-le-moea ha hoa tsitsa, empa ho fapana le maqhubu a ts'ebetso (ka lebaka la resonance ea antenna) le nako (ka lebaka la ho sebelisana le tikoloho e fetohang). Sena se bolela hore impedance ea ho leka-lekanya e tlameha ho ikamahanya le ho latela liphetoho tsa impedance, 'me bandwidth ea decoupling e lekanyelitsoe ka lebaka la liphetoho ho frequency domain13 (bona Setšoantšo sa 1).
Mosebetsi oa rona Univesithing ea Bristol o tsepamisitse maikutlo ho fuputseng le ho sebetsana le mefokolo ena ea ts'ebetso ho bonts'a hore ho romelloa / ho amohela ho itšehla thajana le ts'ebetso ho ka fihlelleha maemong a ts'ebeliso ea lefats'e la nnete.
Ho hlola ho feto-fetoha ha li-antenna (tse amang ho itšehla thajana haholo), algorithm ea rona e feto-fetohang e latela ts'ebetso ea antenna ka nako ea nnete, mme tlhahlobo e bonts'itse hore ts'ebetso e ka bolokoa maemong a fapaneng a matla, ho kenyeletsoa tšebelisano ea matsoho le basebelisi le tsela e lebelo le seporo. leetong.
Ho feta moo, ho hlola palo e lekantsoeng ea antenna sebakeng sa maqhubu, ka hona ho eketsa bandwidth le ho itšehla thajana ka kakaretso, re kopanya duplexer e leka-lekaneng ka motlakase le khatello e eketsehileng e sebetsang ea SI, re sebelisa sesebelisoa sa bobeli ho hlahisa lets'oao la khatello ho tsoela pele ho hatella ho its'ireletsa. (sheba setšoantšo sa 2).
Liphetho tse tsoang testbed ea rona lia khothatsa: ha li kopantsoe le EBD, theknoloji e sebetsang e ka ntlafatsa haholo phetiso le ho fumana boinotšing, joalo ka ha ho bonts'itsoe ho Setšoantšo sa 3.
Tlhophiso ea rona ea ho qetela ea laboratori e sebelisa lisebelisoa tse theko e tlaase tsa lisebelisoa tsa thelefono (li-amplifiers tsa selefouno le li-antenna), e leng se etsang hore e be moemeli oa ts'ebetsong ea liselefouno. Ho feta moo, litekanyo tsa rona li bonts'a hore mofuta ona oa ho hana ho itšunya-tšunya ka mekhahlelo e 'meli o ka fana ka ho itšehla thajana ho hlokahalang ho lihlopha tsa maqhubu a uplink le downlink, esita le ha u sebelisa thepa e theko e tlaase, ea khoebo.
Matla a lets'oao ao sesebelisoa sa cellular se a fumanang maemong a holimo a tlameha ho ba liodara tse 12 tsa boholo bo tlase ho feta matla ao se se fetisang. Ho Time Division Duplex (TDD), potoloho ea duplex e mpa e le sesebelisoa se kopanyang antenna ho transmitter kapa receiver, kahoo duplexer ho TDD ke sesebelisoa se bonolo. Ho FDD, transmitter le receiver li sebetsa ka nako e le 'ngoe,' me duplexer e sebelisa li-filters ho arola moamoheli ho tsoa ho lets'oao le matla la transmitter.
Duplexer karolong e ka pele ea cellular ea FDD e fana ka> ~ 50 dB ho itšehla thajana ho sehlopha sa uplink ho thibela ho jara moamoheli ka matšoao a Tx, le> ~ 50 dB ho itšehla thajana ka har'a sehlopha sa downlink ho thibela phetiso ea kantle ho sehlopha. Ho fokotsa kutlo ea moamoheli. Sehlopheng sa Rx, litahlehelo tse teng tseleng ea ho fetisa le ho amohela li nyane.
Litlhoko tsena tse tlaase, tse phahameng tsa ho itšehla thajana, moo maqhubu a arohaneng ka liphesente tse 'maloa feela, a hloka ho hloekisoa ha Q-Q, eo ho fihlela joale e ka finyelloang feela ka ho sebelisa li-surface acoustic wave (SAW) kapa lisebelisoa tsa body acoustic wave (BAW).
Le hoja theknoloji e ntse e tsoela pele ho fetoha, ka tsoelo-pele haholo-holo ka lebaka la lisebelisoa tse ngata tse hlokahalang, ts'ebetso ea lihlopha tse ngata e bolela sefa se arohaneng sa off-chip duplex bakeng sa sehlopha ka seng, joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa A. Li-switches tsohle le li-routers li boetse li eketsa ts'ebetso e eketsehileng likotlo tsa ts'ebetso le khoebisano.
Lifono tsa lefatše tse theko e tlaase tse ipapisitseng le theknoloji ea hajoale li thata haholo ho li etsa. Mehaho ea seea-le-moea e tla ba kholo haholo, e lahleheloe ebile e theko e boima. Baetsi ba tlameha ho theha mefuta e mengata ea lihlahisoa bakeng sa motsoako o fapaneng oa lihlopha tse hlokahalang libakeng tse fapaneng, e leng ho etsang hore ho be thata ho solla LTE lefatšeng ka bophara. Maemo a moruo a lebisitseng taolong ea GSM a ntse a thatafalloa le ho feta ho fihlella.
Keketseho e ntseng e eketseha ea lits'ebeletso tsa mehala e potlakileng ea data e lebisitse ho romeloeng ha marang-rang a 4G a marang-rang ho pholletsa le lihlopha tsa maqhubu a 50, ka lihlopha tse ngata tse tlang ha 5G e hlalosoa ka botlalo ebile e sebelisoa ka bongata. Ka lebaka la ho rarahana ha sebopeho sa RF, ha ho khonehe ho koahela tsena tsohle ka sesebelisoa se le seng ho sebelisa mahlale a morao-rao a thehiloeng ho sefa, kahoo li-circuits tsa RF tse ka tloahelehang le tse ka lokisoang bocha lia hlokahala.
Haele hantle, ho hlokahala mokhoa o mocha oa ho rarolla bothata ba li-duplex, mohlomong o ipapisitse le lihloela tse rarolloang kapa khatello ea ho itšunya-tšunya, kapa motsoako oa tsona ka bobeli.
Le hoja re e-s'o be le mokhoa o le mong o finyellang litlhoko tse ngata tsa litšenyehelo, boholo, ts'ebetso le katleho, mohlomong likaroloana tsa puzzle li tla kopana 'me li be ka mokotleng oa hau ka mor'a lilemo tse seng kae.
Theknoloji e kang EBD e nang le khatello ea SI e ka bula monyetla oa ho sebelisa maqhubu a tšoanang ka mahlakoreng ka bobeli ka nako e le 'ngoe, e leng se ka ntlafatsang haholo katleho ea spectral.
Nako ea poso: Sep-24-2024